JP2011162395A - 基板加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 端子領域形成用の幅の狭い２本の平行なスクライブラインを短時間で正確に加工することのできる基板加工装置を提供する。
【解決手段】
マザー基板の端子領域形成用の２本の平行なスクライブ予定ラインのそれぞれに沿ってカッターホイールを転動することにより基板を加工する基板加工装置であって、カッターホイール３０，３０は、カッターホルダ３０ａ，３０ａに支持され、カッターホルダをスクライブ予定ライン方向に走査する走査機構が設けられ、カッターホルダには、カッターホイールをスクライブ予定ラインに直交する方向に１０ｍｍより小さい距離をシフトさせるシフト機構１３を取り付ける。
【選択図】 図２

Description

本発明は、複数の単位表示パネルパターンが形成してあるマザー基板（貼り合わせ基板、貼り合わせマザー基板ともいう）にスクライブラインを形成する基板加工装置に関する。
ここでいう「スクライブ」には、基板を貫通しないクラックによりスクライブ溝が形成される場合だけではなく、基板を貫通するクラックにより完全分断される場合も含まれる。

液晶表示パネル製造用のマザー基板は、複数のカラーフィルタがパターン形成された第一基板（ＣＦ側基板ともいう）と、複数のＴＦＴおよび端子領域がパターン形成された第二基板（ＴＦＴ側基板ともいう）とを、液晶を封入するシール材を挟んで貼り合わせてある。このとき、第二基板はＴＦＴや端子領域が形成された基板面が第一基板との接合面となるように貼り合わせてある。

第二基板の端子領域は、ＴＦＴと外部機器との間で信号線が接続される領域であることから露出させる必要がある。そのため、マザー基板を単位表示パネルごとに分割する際に、端子領域に対向する第一基板（ＣＦ側基板）の部位を端材として除去する。具体的には、ＴＦＴが接続される側とは逆側になる端子領域の外側端に沿って第二基板側を分断し、さらに、端子領域の外側端から信号線を取り付けるために必要な幅（端子幅）だけ内側に入った位置で第一基板を分断する。これにより、端子領域に対向する第一基板の部位を端材として切除するようにしている。

一般に、マザー基板を単位表示パネルごとに分割する工程では、カッターホイールを用いた分断方法が利用されている。その場合、マザー基板を構成する２枚の基板（ＣＦ側基板とＴＦＴ側基板）のそれぞれに対し、分断予定位置（スクライブ予定ライン）にカッターホイールを圧接して各基板にスクライブ溝を刻む。次いでスクライブ溝に沿って、マザー基板を単位表示パネルごとに完全分断する。この分断方法として、スクライブ溝を境として左右の基板に上下に力を加えるか、あるいは左右の何れか一方の基板を水平方向に引っ張ってブレイクするメカニカルブレイク方法が利用されている。
また、一般的なカッターホイールに代えて、クラックの浸透深さを深くすることができる溝付きカッターホイールを使用することにより、ブレイク工程を行うことなくスクライブ工程だけで完全分断することもなされている。
そして、分割された１つ１つの単位表示パネルを、搬出ロボットにより後工程に移送する。

また、マザー基板の上下二面に対し同時にスクライブ溝を形成して、基板を反転させることなく加工する基板加工システム（基板分断システム）や基板加工方法が、例えば特許文献１や特許文献２で開示されている。これらの文献によれば、上下一対のカッターホイールを用いて、マザー基板を上下方向から二面同時にスクライブする。

図８は、マザー基板の上下面から二面同時にスクライブ溝を形成することができる従来の基板加工装置を示す。基板加工装置は、加工すべきマザー基板を保持する水平な前部テーブル１、後部テーブル２を備えている。各テーブルは図のＸ方向（前後方向）に沿って分割されている。これらのテーブル１，２の中間位置の上方並びに下方には、スクライブ溝を形成するための第一並びに第二カッターホイール３，３が配置されている。テーブル１，２はマザー基板Ｗ（図９参照）を吸着して保持する吸着機能を備えている。またマザー基板Ｗをテーブル上で移動させる搬送機構（不図示）が設けられている。

カッターホイール３，３はカッターホルダ３ａ，３ａに取り付けられ回転可能に支持されている。カッターホルダ３ａ，３ａは支持体４，４に取り付けられ、上下移動可能に支持されている。支持体４，４は、両側の支持柱５，５によってＸ方向に水平に橋架された上下のガイドバー６，６のガイド７，７に沿って移動可能に取り付けられ、走査機構としてのモータ８，８の駆動によりＸ方向に移動する。また、両側の支持柱５，５はＹ方向に沿って配置されたガイド（不図示）に沿ってＹ方向に平行移動できるように形成されている。

さらに、Ｘ方向およびＹ方向に移動することが可能な台座９，９にカメラ１０，１０がそれぞれ設けられている。台座９，９は支持台９ａ上でＸ方向に延設されたガイド１１に沿って移動する。カメラ１０，１０は、手動操作で上下動することができ、撮像の焦点を調整することができる。カメラ１０，１０で撮影された画像はモニタ１２，１２に表示される。

テーブル１，２上に載置されたマザー基板Ｗの表面には、位置を特定するためのアライメントマークが設けられており、カメラ１０，１０によりアライメントマークを撮像することにより、マザー基板Ｗの位置を調整する。具体的には、テーブル１，２に支持されたマザー基板Ｗ表面のアライメントマークを、カメラ１０，１０により撮像してアライメントマークの位置を特定する。特定されたアライメントマークの位置に基づいて、マザー基板Ｗ表面の載置時の位置ズレを検出し、マザー基板Ｗを搬送機構（不図示）によりテーブル１，２上で移動させることで修正する。

ここで、マザー基板を単位表示パネルごとに分断するときの端子領域の加工について説明する。図９は単位表示パネルの端子領域が形成される部分にスクライブ溝を形成した状態を示す図であり、図１０は形成したスクライブ溝に沿って分断した状態を示す図である。
左側の単位表示パネルＵ１と右側の単位表示パネルＵ２との境界には、端子領域を形成するための３本のスクライブ予定ラインが設定されており、これらに沿って３本のスクライブ溝を加工する。図９に示すように、第一スクライブ溝Ｓ１と第二スクライブ溝Ｓ２とは、第一基板Ｇ１と第二基板Ｇ２とに対し、それぞれの加工端面が揃うように形成される。第三スクライブ溝Ｓ３は、第一基板Ｇ１側において、スクライブ溝Ｓ１から端子幅Ｌだけ離れた位置に形成される。

そして、３本のスクライブ溝Ｓ１〜Ｓ３に沿ってブレイクすることにより、図１０に示すように、２つのカット面Ｃａ，Ｃｂが形成される。
これらのうち、第一スクライブ溝Ｓ１と第二スクライブ溝Ｓ２とからなるカット面をジャストカット面Ｃａという。ジャストカット面Ｃａは単位表示パネルＵ１と単位表示パネルＵ２とを同一端面となるように分離する面である。

また、ジャストカット面Ｃａから端子幅Ｌだけ離れた位置において第一基板Ｇ１側だけに形成されるカット面を端子カット面Ｃｂという。端子カット面Ｃｂは端子領域Ｔの端子面を露出するために分断されるカット面である。そしてジャストカット面Ｃａと端子カット面Ｃｂとの間の第一基板Ｇ１に、端材Ｅが発生する。端材は分断後に取り除かれる。

国際公開ＷＯ２００５／０８７４５８号公報 国際公開ＷＯ２００２／０５７１９２号公報

スクライブ溝を加工するに際して、２つのカッターホイールを前後（図８のＹ方向）に並べて配置して互いに平行となる第一スクライブ溝Ｓ１と第三スクライブ溝Ｓ３とを同時に加工することができれば、加工時間が短縮できて好ましい。しかしながら、カッターホイールを保持するカッターホルダ３ａには昇降機構が組み込まれているので小型化することが困難である。一方、単位表示パネルでは製造コスト面から、端子領域をできるだけ小さくすることが望まれており、第一スクライブ溝Ｓ１と第三スクライブ溝Ｓ３の間隔Ｌは近年１０ｍｍよりも小さくなり、典型的な数値は１〜３ｍｍと大変小さいために、２つのカッターホイールを前後に並べると互いに干渉してしまう。したがって、スクライブ溝Ｓ１もしくはスクライブ溝Ｓ３の一方を先ず加工して、その後、カッターホイール３をガイドバー６と共に左右の支持柱５，５をＹ方向に移動させてから他方のスクライブ溝を加工するか、もしくは基板を吸着盤等の搬送機構で持ち上げて間隔Ｌだけ移動させている。

しかし、カッターホイールを僅か１〜３ｍｍ移動させるのに、ガイドバー６やその駆動機構を備えた重量のある左右の支持柱５，５を移動させることは非能率的であるとともに、大きな慣性によりスクライブ位置に誤差が発生する場合がある。また、基板を搬送機構で持ち上げて移動させる場合も位置ズレが発生しやすく、カメラ１０，１０による位置の再修正を必要とするなど、作業が煩雑であった。

そこで、本発明は、幅の狭い２本の平行なスクライブラインを短時間で正確に加工することのできる基板加工装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明では次のような技術的手段を講じた。即ち、本発明の基板加工装置では、前提として、加工対象のマザー基板は、第一基板と第二基板とを貼り合わせた構造を有し、マザー基板の第一基板には端子領域形成用の２本の平行なスクライブ予定ラインが１０ｍｍより小さい間隔を隔てて設定されている。そして、本発明の基板加工装置は、マザー基板の端子領域形成用の２本の平行なスクライブ予定ラインのそれぞれに沿ってカッターホイールを転動することにより基板を加工する基板加工装置であって、カッターホイールは、カッターホルダに支持され、カッターホルダをスクライブ予定ライン方向に走査する走査機構が設けられ、カッターホルダには、カッターホイールをスクライブ予定ラインに直交する方向に１０ｍｍより小さい距離をシフトさせるシフト機構が取り付けられている。

また、上記発明において、走査機構は、スクライブ予定ライン方向に沿ってカッターホルダを往復移動し、シフト機構はカッターホルダが往路を移動するときにカッターホイールが端子領域形成用の２本の平行なスクライブ予定ラインの一方のライン上にくるようにカッターホイールの位置をシフトし、復路を移動するときには他方のライン上にくるようにシフトするようにしてある。

本発明の基板加工装置によれば、加工対象の基板には、端子領域形成用の２本の平行なスクライブ予定ラインが１０ｍｍより小さい間隔を隔てて設定されているが、これらのスクライブ予定ラインにカッターホイールを転動する際に、カッターホルダに組み込んだシフト機構により、カッターホイールの位置をスクライブ予定ラインに直交する方向にシフトさせる。これにより、１０ｍｍより幅の狭い間隔でも簡単かつ迅速な位置調整が可能になり、しかも位置ズレの少ない正確な加工が行えるようになる。

また、上記発明において、走査機構は、スクライブ予定ライン方向に沿ってカッターホルダを往復移動し、シフト機構はカッターホルダが往路を移動するときにカッターホイールが端子領域形成用の２本の平行なスクライブ予定ラインの一方のライン上にくるようにカッターホイールの位置をシフトし、復路を移動するときに他方のライン上にくるようにシフトするようにしてもよい。
これによれば、シフト機構によりカッターホイールの位置をシフトさせるだけで、端子領域形成用の２本の平行なスクライブ予定ラインを往路と復路とで加工することができ、効率よい加工が行える。

本発明にかかる基板加工装置の全体構造を示す斜視図。 上記基板加工装置におけるカッターホルダを一部断面にして示す側面図。 マザー基板をスクライブするときの加工手順の第一過程を示す図。 マザー基板をスクライブするときの加工手順の第二過程を示す図。 マザー基板の第一基板に対するスクライブ軌跡を示す平面図。 図３の要部拡大図。 図４の要部拡大図 従来の基板加工装置を示す斜視図。 単位表示パネルの端子領域が形成される部分にスクライブ溝を形成した状態を示す図。 形成したスクライブ溝に沿って分断した状態を示す図。

以下において本発明の詳細をその実施の形態を示す図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明にかかる基板加工装置Ｍにおけるスクライブ機構の実施形態を示す斜視図である。また、図２は基板加工装置Ｍにおけるカッターホルダを、一部を断面にして示す側面図である。なお、図８で示した従来の基板加工装置と同じ部分については同符号を付けて説明する。
基板加工装置Ｍは、加工すべきマザー基板を保持する水平な前部テーブル１、後部テーブル２を備えている。各テーブルは図のＸ方向（前後方向）に沿って分割されている。これらのテーブル１，２の中間位置の上方並びに下方には、スクライブ溝を形成するための第一並びに第二カッターホイール３０，３０が配置されている。テーブル１，２はマザー基板Ｗを吸着して保持する吸着機構を備えている。またマザー基板Ｗをテーブル上で移動させる搬送機構（不図示）が設けられている。

カッターホイール３０，３０はカッターホルダ３０ａ，３０ａに取り付けられ、回転可能に支持されている。カッターホルダ３０ａ，３０ａは支持体４，４に取り付けられ、上下移動可能に支持されている。支持体４，４は、両側の支持柱５，５によってＸ方向に水平に橋架された上下のガイドバー６，６のガイド７，７に沿って移動可能に取り付けられる。そして支持体４，４はモータ８，８の駆動によりＸ方向に移動する。このようにして、支持体４，４およびガイドバー６，６およびモータ８，８により、カッターホイール３０，３０をＸ方向に走査する走査機構が構成される。また、両側の支持柱５，５はＹ方向に沿って配置されたガイド（不図示）に沿ってＹ方向に平行移動できるように構成されている。

カッターホイール３０，３０は、これを保持するカッターホルダ３０ａ，３０ａに対してスクライブ予定ラインに沿った方向（図１のＸ方向）に直交する方向（Ｙ方向）に向かって位置調整できるように、シフト機構１３（図２参照）を介して取り付けられている。シフト機構１３は、カッターホルダ３０ａの下面に設けられたレール３０ｂを含み、モータ３０ｃの駆動によってカッターホイール３０がレール３０ｂに沿ってＹ方向にスライドして位置調整できるように構成されている。

また、Ｘ方向およびＹ方向に移動することが可能な台座９，９にカメラ１０，１０がそれぞれ設けられている。台座９，９は支持台９ａ上でＸ方向に延設されたガイド１１に沿って移動する。カメラ１０，１０は、手動操作で上下動することができ、撮像の焦点を調整することができる。カメラ１０，１０で撮影された画像はモニタ１２，１２に表示される。

テーブル１，２上に載置されたマザー基板Ｗの表面には、位置を特定するためのアライメントマークが設けられており、カメラ１０，１０によりアライメントマークを撮像することにより、マザー基板Ｗの位置を調整する。具体的には、テーブル１，２に支持されたマザー基板Ｗ表面のアライメントマークを、カメラ１０，１０により撮像してアライメントマークの位置を特定する。特定されたアライメントマークの位置に基づいて、マザー基板Ｗ表面の載置時の方向ズレを検出し、マザー基板Ｗを搬送機構によりテーブル１，２上で移動させることでズレを修正する。

マザー基板Ｗを分断するに際し、図３並びに図６に示すようにマザー基板Ｗの第一基板（ＴＦＴ側基板）を上側にした状態でマザー基板Ｗを所定位置でテーブル１，２に載置して吸着保持させる。次いで上下方向からカッターホイール３０，３０をスクライブ予定ラインに沿ってマザー基板Ｗに押しつけてスクライブする。これにより、カッターホイール３０，３０で、第一スクライブ溝Ｓ１並びに第二スクライブ溝Ｓ２を加工する。この第一スクライブ溝Ｓ１並びに第二スクライブ溝Ｓ２による分断面が図１０，図１１でいうジャストカット面Ｃａとなる。次いで、図４並びに図７で示すように、下側のカッターホイール３０を下方に下げた状態で、上部カッターホイール３０をシフト機構１３により所定幅Ｌだけ移動させたあと、カッターホイール３０を第一基板Ｇ１に押しつけてスクライブさせることにより第三スクライブ溝Ｓ３を加工する。この第三スクライブ溝Ｓ３に沿って分断された面が図９，図１０でいう端子カット面Ｃｂとなる。

上部カッターホイール３０で、第一基板Ｇ１に２本のスクライブ溝Ｓ１，Ｓ３を加工する際に、図５に示すように、カッターホイール３０の往路移動で一方のスクライブ溝Ｓ１を加工し、復路移動でもう一方のスクライブ溝Ｓ３を加工するようにするのがよい。これにより間隔Ｌの狭い２本の平行なスクライブ溝Ｓ１，Ｓ３の加工に要する時間を短縮することができる。
このようにしてスクライブ溝Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を加工したあと、次工程でこのスクライブ溝に沿ってマザー基板Ｗを分断することにより、単位表示パネルが形成される。

上記実施例では、上部カッターホイール３０で最初にスクライブ溝Ｓ１を加工して次にスクライブ溝Ｓ３を加工したが、その逆であってもよい。

また、上記実施例では、マザー基板Ｗの第一基板（ＴＦＴ側基板）を上側にした状態でマザー基板Ｗをテーブル１，２に吸着保持させてスクライブする例を示したが、逆にマザー基板Ｗの第一基板（ＴＦＴ側基板）を下側にした状態でマザー基板Ｗをテーブルに吸着保持させて前記同様にスクライブすることも可能である。

以上本発明の代表的な実施例について説明したが、本発明は必ずしも上記の実施形態に特定されるものではない。例えば上記実施例では、上下のカッターホイールの何れにもシフト機構１３を設けたが、２本の平行なスクライブ溝Ｓ１，Ｓ３を加工する側のカッターホイールにのみシフト機構を設けるようにしてもよい。その他本発明では、その目的を達成し、請求の範囲を逸脱しない範囲内で適宜修正、変更することが可能である。

本発明の基板スクライブ方法は、液晶パネル用のマザー基板をスクライブして単位表示パネルに分割するのに利用することができる。

Ｗ 基板
Ｇ１ 第一基板
Ｇ２ 第二基板
Ｃａ ジャストカット面
Ｃｂ 端子カット面
１ 前部テーブル
２ 後部テーブル
４ 支持体
６ ガイドバー
８ モータ
１３ シフト機構
３０ カッターホイール
３０ａ カッターホルダ

Claims (2)

1. 加工対象のマザー基板が第一基板と第二基板とを貼り合わせた構造を有し、前記マザー基板の第一基板には端子領域形成用の２本の平行なスクライブ予定ラインが１０ｍｍより小さい間隔を隔てて設定されており、
   前記マザー基板の端子領域形成用の２本の平行なスクライブ予定ラインのそれぞれに沿ってカッターホイールを転動することにより基板を加工する基板加工装置であって、
   前記カッターホイールは、カッターホルダに支持され、
   前記カッターホルダをスクライブ予定ライン方向に走査する走査機構が設けられ、
   前記カッターホルダには、前記カッターホイールを前記スクライブ予定ラインに直交する方向に１０ｍｍより小さい距離をシフトさせるシフト機構が取り付けられていることを特徴とする基板加工装置。
2. 前記走査機構は、スクライブ予定ライン方向に沿ってカッターホルダを往復移動し、
   前記シフト機構はカッターホルダが往路を移動するときにカッターホイールが端子領域形成用の２本の平行なスクライブ予定ラインの一方のライン上にくるようにカッターホイールの位置をシフトし、復路を移動するときには他方のライン上にくるようにシフトする請求項１に記載の基板加工装置。
   

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